재료의 산화실험

목차

1. Si 의 산화
2. 반도체 제조에서의 산화 공정
3. reference

본문내용

1. Si 의 산화
실리콘은 비교적 저가의 재료로서 표면이 매우 평활하고 이를 공정 처리할 수 있는 장치들이 많이 존재하므로 기판으로 사용하기에 적합하다. 실리콘은 약간의 전기 전도성을 띄고 있으므로 우선 절연막을 증착하여 이웃하는 저항기(resistor)들 사이의 전류 누설(leakage)을 차단할 필요가 있고 이러한 절연막은 실리콘을 산화(oxidation)시킴으로써 얻을 수 있다. 저항기로 사용될 층은 충분한 전기 전도성을 갖는 층으로 구성되어야 하고, 이러한 전도층은 일반적으로 박막증착 공정이라고 불리는 기술에 의해 절연막 위에 형성되며, 이에는 여러 가지 기술이 사용되고 있다. 이후 증착된 전도층은 개별적인 저항기들로 구분되며, 이는 전도층의 일정 부분들을 선택적으로 제거함으로써 이루어진다.

◈ 열산화반응
Si 반도체가 많이 사용되는 이유중의 하나가 소자를 만들 수 있는 SiO2 산화물 층을 만들 수 있는 것이다.
많은 제조공정 단계들은 화학반응을 가속시키기위해 웨이퍼를 가열하는 과정을 포함한다. 이러한 공정중 중요한 예가 될 수 있는 공정은 SiO2를 형성시키는 열산화 공정이다. 이 공정은 세라믹 벽돌 절연 외벽으로 구성된 노에 열화 코일을 사용하여 매우 높은 온도(~800~1000‘C)까지 가열될 수있는 깨끗한 실리카(석영)관에 한 단위의 웨이퍼들을 배치시키는 과정을 포함한다. 건식 O2나 H2O와 같이 산소를 포함하는 가스는 대기압에서 관 속으로 흘려지고, 다른쪽 끝으로 흘러나가게 된다. 전통적으로 수평로(horizontal furnace)가 사용된다. 하지만 최근에서 수직로(vertical furnace)를 사용하는 것이 일반화되었다. 한 단위의 Si 웨이퍼들은 각각이 미립자에 의한 오염을 최소화하기 위해 표면을 아래로 향한 채로 실리카 웨이퍼 홀더에 놓인다. 그리고 나서 웨이퍼들은 노 속으로 옮겨진다. 전통적인 수평로 속보다 더 균일한 흐름을 제공하기 위해 가스가 위에서 흘러들어와 아래로 흘러나간다. 산화하는 동안 전반적인 반응들은 다음과 같다.

참고 자료

http://ncml.kaist.ac.kr/CBE473_ch04.ppt
☞ Solid State Electronic Devices (Fifth Edition) / Ben G. Streetman and Sanjay Banerjee / (5장1절)
☞ 네이버 지식in